液體表面張力測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液體表面張力測(cè)定方法，包括：測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K；測(cè)量試驗(yàn)用金屬圓環(huán)吊片的外徑D1和內(nèi)徑D2；測(cè)量并計(jì)算金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓△U；計(jì)算脫離力F，F(xiàn)=△U/K；以及計(jì)算待測(cè)液體的表面張力系數(shù)α，α=F/π/(D1十D2)。本發(fā)明提供的液體表面張力測(cè)定方法，可以用于測(cè)量不同液體的液體表面張力系數(shù)，用于中學(xué)物理教學(xué)中，使學(xué)生能對(duì)各類液體的表面張力系數(shù)的不同有深刻的理解。
【專利說(shuō)明】液體表面張力測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教學(xué)方法，具體涉及一種液體表面張力測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]表面張力是液體的重要特性，類似于固體內(nèi)部的拉伸應(yīng)力。表面張力存在于液體極薄的表面層，由液體表層分子作用產(chǎn)生。液體表面層的分子有從液面擠入液內(nèi)的趨勢(shì)，從而使液體有盡量縮小其表面的趨勢(shì)，整個(gè)液面如同一張拉緊了的彈性薄膜，我們把這種沿著液體表面，使液面收縮的力稱為表面張力。
[0003]液體的許多現(xiàn)象與表面張力有關(guān)例如毛細(xì)現(xiàn)象、潤(rùn)濕現(xiàn)象、泡沫的形成等，工業(yè)生產(chǎn)中的浮選技術(shù)、動(dòng)植物體內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)、土壌中水的運(yùn)動(dòng)等也都與液體的表面現(xiàn)象有關(guān)，此外，在船舶制造、水利學(xué)、化學(xué)化工、凝聚態(tài)物理中都有它的應(yīng)用。因此，研究液體的表面張力，可為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活及科學(xué)研究中有關(guān)液體分子的分布和表面的結(jié)構(gòu)提供有用的線索。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種液體表面張力測(cè)定方法，用于中學(xué)物理教學(xué)中，使學(xué)生能對(duì)各類液體的表面張力系數(shù)的不同有深刻的理解。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種液體表面張力測(cè)定方法，包括:測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K ;測(cè)量試驗(yàn)用金屬圓環(huán)吊片的外徑Dl和內(nèi)徑D2 ;測(cè)量并計(jì)算金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓Λ U ;計(jì)算脫離力F，F(xiàn)= Δ U/K ；以及計(jì)算待測(cè)液體的表面張力系數(shù)a，a =F/ Ji /(D1+D2 )。
[0006]本發(fā)明提供的液體表面張力測(cè)定方法，可以用于測(cè)量不同液體的液體表面張力系數(shù)，用于中學(xué)物理教學(xué)中，使學(xué)生能對(duì)各類液體的表面張力系數(shù)的不同有深刻的理解。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1所示為本發(fā)明的液體表面張力測(cè)定方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
圖2所示為本發(fā)明的測(cè)量并計(jì)算所述金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓Λ U步驟的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
圖3所示為本發(fā)明的測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K的步驟的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0009]參考圖1，圖1所示為本發(fā)明的液體表面張力測(cè)定方法的一個(gè)實(shí)施例100的流程圖。實(shí)施例100包括如下步驟101至105。
[0010]在步驟101中，測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K。[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟101可以進(jìn)一步包括如下步驟301至304。
[0012]參考圖3，圖3所示為本發(fā)明的測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K的步驟的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0013]在步驟301中，打開(kāi)所述力敏傳感器的電源開(kāi)關(guān)，將儀器預(yù)熱。
[0014]在步驟302中，在力敏傳感器梁端頭小鉤中，掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)電子組合儀上的補(bǔ)償電壓旋鈕，使數(shù)字電壓表顯示為零。
[0015]在步驟303中，在砝碼盤上分別如0.5g、l.0gU.5g、2.0g、2.5g等質(zhì)量的砝碼，記
錄相應(yīng)這些砝碼力作用下，數(shù)字電壓表的讀數(shù)值。
[0016]在步驟304中，用最小二乘法作直線擬合，求出力敏傳感器靈敏度K。
[0017]在步驟102中，測(cè)量試驗(yàn)用金屬圓環(huán)吊片的外徑Dl和內(nèi)徑D2。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以用游標(biāo)卡尺測(cè)量試驗(yàn)用金屬圓環(huán)吊片的外徑Dl和內(nèi)徑D2。
[0019]在步驟103中，測(cè)量并計(jì)算所述金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓Λ U。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟103可以進(jìn)一步包括如下步驟201至204。
[0021]參考圖2，圖2所示為本發(fā)明的測(cè)量并計(jì)算所述金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓Λ U步驟的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0022]在步驟201中，將所述金屬環(huán)吊片下沿與待測(cè)液體表面接觸，并保證吊片下沿與所述待測(cè)液面平行。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將金屬環(huán)狀吊片掛在傳感器的小鉤上，調(diào)節(jié)升降臺(tái)，將液體升至靠近環(huán)片的下沿，觀察環(huán)狀吊片下沿與待測(cè)液面是否平行，如果不平行，將金屬環(huán)狀片取下后，調(diào)節(jié)吊片上的細(xì)絲，使吊片與待測(cè)液面平行。
[0024]在步驟202中，將所述金屬圓環(huán)吊片的下沿部分全部浸沒(méi)于所述待測(cè)液體。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)容器下的升降臺(tái)，使其漸漸上升，將環(huán)片的下沿部分全部浸沒(méi)于待測(cè)液體。
[0026]在步驟203中，將所述金屬圓環(huán)吊片拉出所述待測(cè)液體，所述金屬圓環(huán)吊片和所述待測(cè)液體液面間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù)拉出所述金屬圓環(huán)吊片，測(cè)出環(huán)形液膜即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值Ul和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U2。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反向調(diào)節(jié)升降臺(tái)，使液面逐漸下降，這時(shí)，金屬環(huán)片和液面間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù)下降液面，測(cè)出環(huán)形液膜即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值Ul和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U2。
[0028]在步驟204中，計(jì)算力敏傳感器輸出電壓ΛU，ΛU=U1-U2。
[0029]環(huán)的表面狀況與測(cè)量結(jié)果有很大的關(guān)系，因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟103之前可以增加清潔金屬環(huán)吊片步驟。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，清潔金屬環(huán)吊片步驟可以進(jìn)一步包括:將金屬環(huán)狀吊片在NaOH溶液中浸泡20 - 30秒；以及用清水洗凈所述金屬環(huán)狀吊片。
[0031]在步驟104中，計(jì)算脫離力F，F(xiàn)=A U/K。
[0032]在步驟105中，計(jì)算待測(cè)液體的表面張力系數(shù)a，a =F/ Ji /(D1+D2 )。
[0033]雖然以上述較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出了詳細(xì)的描述，但并非用上述實(shí)施例限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案所給出的技術(shù)特征和范圍的情況下，對(duì)技術(shù)特征所作的增加、以本領(lǐng)域一些同樣內(nèi)容的替換，均應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種液體表面張力測(cè)定方法，其特征是，包括: 測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K ； 測(cè)量試驗(yàn)用金屬圓環(huán)吊片的外徑Dl和內(nèi)徑D2 ； 測(cè)量并計(jì)算所述金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓ΛU ; 計(jì)算脫離力F，F(xiàn)=AU/K ;以及 計(jì)算所述待測(cè)液體的表面張力系數(shù)a，a =F/ π /(Dl十D2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，該方法還包括:清潔所述金屬環(huán)吊片步驟；所述清潔所述金屬環(huán)吊片步驟位于所述測(cè)量并計(jì)算所述金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓Λ U步驟之前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，所述測(cè)量并計(jì)算所述金屬圓環(huán)吊片脫離待測(cè)液體的表面時(shí)力敏傳感器的輸出電壓Λ U步驟進(jìn)一步包括: 將所述金屬環(huán)吊片下沿與待測(cè)液體表面接觸，并保證吊片下沿與所述待測(cè)液面平行； 將所述金屬圓環(huán)吊片的下沿部分全部浸沒(méi)于所述待測(cè)液體； 將所述金屬圓環(huán)吊片拉出所述待測(cè)液體，所述金屬圓環(huán)吊片和所述待測(cè)液體液面間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù)拉出所述金屬圓環(huán)吊片，測(cè)出環(huán)形液膜即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值Ul和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值U2 ；以及計(jì)算所述力敏傳感器輸出電壓Λ U，Λ U =U1-U2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述清潔所述金屬環(huán)吊片的步驟進(jìn)一步包括: 將所述金屬環(huán)狀吊片在NaOH溶液中浸泡20 - 30秒；以及 用清水洗凈所述金屬環(huán)狀吊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述測(cè)量力敏傳感器的靈敏度K的步驟進(jìn)一步包括: 打開(kāi)所述力敏傳感器的電源開(kāi)關(guān)，將儀器預(yù)熱； 在所述力敏傳感器梁端頭小鉤中，掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)電子組合儀上的補(bǔ)償電壓旋鈕，使數(shù)字電壓表顯示為零； 在破碼盤上分別如0.5g、l.0g、l.5g、2.0g、2.5g等質(zhì)量的破碼,記錄相應(yīng)這些破碼力作用下，數(shù)字電壓表的讀數(shù)值；以及 用最小二乘法作直線擬合，求出力敏傳感器靈敏度K。
【文檔編號(hào)】G01N13/02GK104034634SQ201410259790
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】何思達(dá) 申請(qǐng)人:何思達(dá)